피라미드 구조와 베이지안 접근법을 이용한 Markove Random Field의 효율적 모델링 = Efficient Methodology in Markov Random Field Modeling: Multiresolution Structure and Bayesian Approach in Parameter Estimation

국문 초록 (Abstract)

지표면에 대한 다양한 정보를 제공해 주는 원격탐사기법은 수 십년 동안 우리의 환경을 관찰하고 이해하는데 중요한 역할을 해왔다. 이러한 원격탐사 자료를 이용하는데 다양한 디지털 영상처리기법이 도입되어 자료에서 관찰되는 여러 가지 특성을 모형화하고 처리하는데 매우 유용하게 활용되어져 왔다. 화소들 간의 공간적 관계를 고려하는 Markov Random Field (MRF) 모형은 텍스처 모델링이나 영상분할 및 분류와 같은 여러 분야에서 많이 이용되는 모형으로 이것에 기초한 다양한 알고리즘이 발표되었다. 보통 원격탐사 자료는 그 크기가 매우 크고 시간적 간격을 두고 변화를 관측해 가는 경우에는 분석해야 할 자료의 양이 매우 방대하다. 이러한 자료를 처리하는데 걸리는 시간은 처리해야 할 자료의 양과는 비선형적 관계에 있다. 본 논문에서는 MRF를 이용하여 원격탐사 자료를 처리할 때 걸리는 시간을 단축하기 위한 방법론들이 연구되었다. 이를 위해 논리적 구조로 영상을 피라미드형태로 감소하는 크기로 분석하는 multiresolution 구조가 고려되었는데 이는 영상의 거시적 특징과 미세한 특징을 효율적으로 분석할 수 있는 방법을 제공해 준다. 영상의 크기가 커질수록 파라미터 추정 또한 복잡하고 많은 시간을 요하게 된다. 본 논문에서는 이를 위해 Bayesian 방법을 이용하여 원격탐사 영상과 같은 크기가 큰 영상의 MRF 모형의 파라미터를 효율적으로 추정할 수 있는 방법이 제안되어 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Remote sensing technique has offered better understanding of our environment for the decades by providing useful level of information on the landcover. In many applications using the remotely sensed data, digital image processing methodology has been usefully employed to characterize the features in the data and develop the models. Random field models, especially Markov Random Field (MRF) models exploiting spatial relationships, are successfully utilized in many problems such as texture modeling, region labeling and so on. Usually, remotely sensed imagery are very large in nature and the data increase greatly in the problem requiring temporal data over time period. The time required to process increasing larger images is not linear. In this study, the methodology to reduce the computational cost is investigated in the utilization of the Markov Random Field. For this, multiresolution framework is explored which provides convenient and efficient structures for the transition between the local and global features. The computational requirements for parameter estimation of the MRF model also become excessive as image size increases. A Bayesian approach is investigated as an alternative estimation method to reduce the computational burden in estimation of the parameters of large images.